CN110486110A - 具有缓冲功能的全可变电液气门机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有缓冲功能的全可变电液气门机构，包括：在液压腔中设置有缓冲块，缓冲块与滑套滑动密封连接；缓冲块开设有环形槽和缓冲块通油孔，环形槽通过缓冲块通油孔与液压腔连通；缓冲块的质量小于气门组件的运动件质量；滑套弹簧夹压于滑动轴与缓冲块之间；滑套设置有限位杆件，限位杆件***缓冲块的环形槽中，当凸轮轴工作在非凸轮段、电磁开关阀打开、气门关闭时，在滑套弹簧的作用下，缓冲块与活塞贴合，限位杆件与缓冲块的环形槽上端面之间具有控制气门缓冲落座的距离。本发明所揭示的气门机构可以减缓气门的落座速度，进而减小对气门和气门座的密封面造成的冲击损坏，提高使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及发动机气门机构技术领域，尤其涉及一种通过电磁阀和凸轮轴联合控制气门运动的全可变电液气门机构。
背景技术
全可变气门机构(Fully Variable Valve System,简称FVVS)可实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可变，对发动机的节能减排具有重要意义。FVVS技术已成为内燃机新技术的重要发展方向之一。
目前，国外较为先进的全可变气门机构是舍弗勒和菲亚特联合研制的MultiAir(又名UniAir)***，该***采用了凸轮轴驱动式电液气门机构，通过凸轮轴与电磁阀联合控制气门运动规律。该***的工作原理如下：由凸轮推动液压活塞，液压活塞通过液压腔与驱动活塞相连，而液压腔则由一个开关式电磁阀控制。当电磁阀处于完全关闭状态时，液压活塞通过液体压力推动驱动活塞，将凸轮转动产生的液压压力传递给气门；此时进气门完全由凸轮控制，处于开启状态。当电磁阀处于完全开启状态时，液体压力无法传递驱动力，液压活塞无法推动驱动活塞，进气门不再受凸轮控制并处于回落或关闭状态。通过对电磁阀开闭时刻的控制，即可实现各种不同的气门运动规律，实现全可变气门机构的功能。但是，其电磁阀结构复杂，价格昂贵，限制了该技术的推广应用。
中国实用新型专利CN209053652U公开了一种全可变电液气门机构，其采用常开式锥面密封型液压大流量高速数字阀替代了MultiAir***中结构复杂、价格昂贵的电磁阀，其阀芯受力平衡，运动阻力小，可以实现大流量、快速响应，且电磁线圈位于阀体的中段，整体结构更加紧凑；电磁效率高。但是，该机构在电液控制气门落座的过程中，存在落座速度过快问题，对气门和气门座的密封面造成冲击损坏，影响使用寿命。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种具有缓冲功能的全可变电液气门机构，以减缓气门的落座速度，减小对气门和气门座的密封面造成的冲击损坏，提高使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种具有缓冲功能的全可变电液气门机构，包括：凸轮轴和气门组件，所述气门组件包括气门、气门复位弹簧和弹簧压盖；滑动轴、滑套、活塞和滑套弹簧，所述滑动轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述滑动轴受控于所述凸轮轴的凸轮面，所述活塞与所述气门连接，在所述滑套内，所述滑动轴与所述活塞之间的空间形成密封的液压腔；所述滑套开设有滑套通油孔，所述滑套通油孔与发动机的低压油腔之间设置有电磁开关阀；在所述液压腔中设置有缓冲块，所述缓冲块与所述滑套滑动密封连接；所述缓冲块开设有环形槽和缓冲块通油孔，所述环形槽通过所述缓冲块通油孔与所述液压腔连通，所述缓冲块的环形槽开设于所述缓冲块的外周面并与所述滑套通油孔相对应；所述缓冲块的质量小于所述气门组件的运动件质量；所述滑套弹簧夹压于所述滑动轴与所述缓冲块之间；所述滑套设置有限位杆件，所述限位杆件***所述缓冲块的环形槽中，当所述凸轮轴工作在非凸轮段、所述电磁开关阀打开、所述气门关闭时，在所述滑套弹簧的作用下，所述缓冲块与所述活塞贴合，所述限位杆件与所述缓冲块的环形槽上端面之间具有控制所述气门缓冲落座的距离。
其中，所述限位杆件是限位螺钉。
其中，所述限位杆件沿所述滑套的径向设置。
其中，所述缓冲块轴向开设有阶梯孔，所述滑套弹簧顶靠于所述阶梯孔的台阶面上。
其中，当所述凸轮轴工作在非凸轮段、所述电磁开关阀打开、所述气门关闭时，所述缓冲块环形槽的下端面与所述滑套通油孔的下端对齐。
本发明采用上述技术方案后，其技术效果是：
本发明中，电磁开关阀和凸轮轴联合控制气门运动，通过对电磁开关阀开闭时刻的控制，可实现全可变气门机构的功能。
本发明中，在液压腔中设置缓冲块，当凸轮轴工作在凸轮段、电磁开关阀打开时，液压腔中的液压油通过滑套通油孔泄流，气门和活塞迅速上行，在气门接近关闭的时刻，活塞与缓冲块碰撞，缓冲块与活塞脱离，并迅速上行，堵住或接近堵住滑套通油孔，瞬间大幅度降低油孔液压油的泄流速度，使活塞的运动速度迅速降低或停止，气门缓慢落座，进而减小对气门和气门座的密封面造成的冲击损坏，从而有效提高气门机构的使用寿命。
附图说明
图1是当凸轮轴工作在非凸轮段、电磁开关阀打开、气门关闭时，本发明全可变电液气门机构实施例的纵向剖视图；
图2是图1中缓冲块的结构示意图；
图3是当凸轮轴工作在凸轮段、电磁开关阀关闭、气门开启时，本发明全可变电液气门机构实施例的纵向剖视图；
图4是当凸轮轴工作在凸轮段、电磁开关阀打开、气门接近落座时，本发明全可变电液气门机构实施例的纵向剖视图；
图中，101-凸轮轴，102-滑动轴，103-滑套，104-滑套弹簧，105-活塞，106-气门复位弹簧，107-气门，108-电磁开关阀，109-低压油腔，110-滑套通油孔；111-弹簧压盖；112-缓冲块，112a-环形槽，112a1-上端面，112a2-下端面，112b-缓冲块通油孔，112c-阶梯孔，113-限位杆件；
A-液压腔，s-气门缓冲落座距离。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明全可变电液气门机构的一个工作状态，即当凸轮轴工作在非凸轮段、电磁开关阀打开、气门关闭时的状态。
如图1所示，滑动轴102和活塞105分别与滑套103滑动密封连接，滑动轴102受控于凸轮轴101的凸轮面，活塞105与气门107连接，气门复位弹簧106设置于发动机的机体与弹簧压盖111之间，气门107、气门复位弹簧106和弹簧压盖111共同组成了气门组件。
在滑套103内，滑动轴102与活塞105之间的空间形成密封的液压腔A，在液压腔A中设置有缓冲块112，滑套弹簧104夹压于滑动轴102与缓冲块112之间。滑套103开设有通油孔110，通油孔110与发动机的低与压油腔109之间设置有电磁开关阀108。缓冲块112的质量小于气门组件的运动件质量。
如图1和图2共同所示，缓冲块112开设有环形槽112a和缓冲块通油孔112b，环形槽112a通过缓冲块通油孔112b与液压腔A连通，环形槽112a开设于缓冲块的外周面，滑套103设置有限位杆件113，限位杆件113***缓冲块的环形槽112a中。缓冲块112轴向开设有阶梯孔112c，滑套弹簧104顶靠于阶梯孔112c的台阶面上。
当凸轮轴101工作在非凸轮段、电磁开关阀108打开、气门107关闭时，在滑套弹簧104的作用下，缓冲块112与活塞105贴合，缓冲块环形槽的下端面112a2与滑套通油孔110的下端对齐，滑套通油孔110与液压腔A完全连通，限位杆件113与所述缓冲块的环形槽上端面112a1之间具有控制气门缓冲落座的距离s,调整距离s，可以调整气门107缓冲落座的距离。本实施例中，限位杆件113优选为限位螺钉并沿滑套103的径向设置。
图3示出了本发明全可变电液气门机构的第二个工作状态，即当凸轮轴工作在凸轮段、电磁开关阀关闭、气门打开时的状态。
如图3所示，凸轮轴101工作在凸轮段，电磁开关阀108关闭，滑动轴102向下运动，通过液压油推动活塞105及气门107下行，气门107打开。
缓冲块112下行距离s后，被限位螺钉限位，缓冲块112与活塞105分离。
图4示出了本发明全可变电液气门机构的第三个工作状态，即当凸轮轴工作在凸轮段、电磁开关阀打开、气门接近落座时的状态。
如图4所示，凸轮101工作在凸轮段，电磁开关阀108打开，液压腔中的液压油通过滑套通油孔110泄流，气门107和活塞105迅速上行，在气门107接近关闭的时刻，活塞105与缓冲块112碰撞，由于缓冲块112质量小于气门组件运动件质量，缓冲块112与活塞105脱离，并迅速上行，堵住或接近堵住滑套通油孔110，瞬间大幅度降低滑套通油孔110液压油的泄流速度，使活塞105的运动速度迅速降低或停止，气门107缓慢落座。根据碰撞原理，在相同碰撞条件下(碰撞接触面积、碰撞面的材料、硬度相同)，缓冲块112质量越小于气门组件运动件的质量，两者碰撞后，缓冲块112上移的速度越大。
气门107落座后，缓冲块112在滑套弹簧104的作用下，回到图1所示的位置。
本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构及方法所做出的种种改进，都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有缓冲功能的全可变电液气门机构，包括：
凸轮轴和气门组件，所述气门组件包括气门、气门复位弹簧和弹簧压盖；
滑动轴、滑套、活塞和滑套弹簧，所述滑动轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述滑动轴受控于所述凸轮轴的凸轮面，所述活塞与所述气门连接，在所述滑套内，所述滑动轴与所述活塞之间的空间形成密封的液压腔；所述滑套开设有滑套通油孔，所述滑套通油孔与发动机的低压油腔之间设置有电磁开关阀；其特征在于，
在所述液压腔中设置有缓冲块，所述缓冲块与所述滑套滑动密封连接；所述缓冲块开设有环形槽和缓冲块通油孔，所述环形槽通过所述缓冲块通油孔与所述液压腔连通，所述缓冲块的环形槽开设于所述缓冲块的外周面并与所述滑套通油孔相对应；所述缓冲块的质量小于所述气门组件的运动件质量；
所述滑套弹簧夹压于所述滑动轴与所述缓冲块之间；
所述滑套设置有限位杆件，所述限位杆件***所述缓冲块的环形槽中，当所述凸轮轴工作在非凸轮段、所述电磁开关阀打开、所述气门关闭时，在所述滑套弹簧的作用下，所述缓冲块与所述活塞贴合，所述限位杆件与所述缓冲块的环形槽上端面之间具有控制所述气门缓冲落座的距离。
2.如权利要求1所述的具有缓冲功能的全可变电液气门机构，其特征在于，所述限位杆件是限位螺钉。
3.如权利要求1所述的具有缓冲功能的全可变电液气门机构，其特征在于，所述限位杆件沿所述滑套的径向设置。
4.如权利要求1所述的具有缓冲功能的全可变电液气门机构，其特征在于，所述缓冲块轴向开设有阶梯孔，所述滑套弹簧顶靠于所述阶梯孔的台阶面上。
5.如权利要求1所述的具有缓冲功能的全可变电液气门机构，其特征在于，当所述凸轮轴工作在非凸轮段、所述电磁开关阀打开、所述气门关闭时，所述缓冲块环形槽的下端面与所述滑套通油孔的下端对齐。
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